Osoonikihi hõrenemine (0)

OSOONIKIHI HÕRENEMINE
Osoon (O3) ehk trihapnik on iseloomuliku terava lõhnaga sinakas , suhteliselt ebapüsiv gaas . Osoon on väga tugevalt oksüdeeriv ja kiirestilagunev aine . Osoonikiht ehk osonosfäär ümbritseb Maad 10-50 km kõrgusel. Osonosfäär tekkis 300-500 milj. aastat tagasi hapniku tootvate bakterite, fotosünteesi, päikese (ultraviolett) ja kosmilise (lühilainelise) kiirguse toimel. Osooni leidub atmosfääris alates maapinnast kuni 90 km kõrguseni.Suurim osoonisisaldus on 20-26 km kõrgusel. Osoonikihi tähtsus seisneb selles, et ta neelab Päikeselt tulevat lühilainelist ultraviolettkiirgust ja infrapunast kiirgus, olles seega kasvuhoonegaas.
Osoon on kogu eluslooduse seisukohalt väga vastuoluline ja tähtis gaas. Osoonikihi tekkimine oli väga tähtsaks elusorganismide arengu eelduseks .
Atmosfääris suureneb antropogeensete saasteainete hulk. Kuigi nende sisaldus õhus on suhteliselt väike, mõjutavad nad oluliselt atmosfääris toimuvaid protsesse. Osoonikihi hõrenemine pooluste kohal on saanud üheks laiemalt tuntud keskkonnaprobleemiks, kuigi selle mõju on raskesti tajutav. Väga palju lämmastikühendeid atmosfääri satub tänu inimtegevusele. Johnson ja Crutzen pidasid nende ühendite atmosfääri sattumisel silmas reaktiivlennukeid. Samamoodi süüdistatakse osoonikihi lõhkujatena veel tahkekütusrakette ja lämmastikväetisi.Lämmastikväetistega väetamine on saavutanud väga suure ulatuse . 1905. aastal toodeti lämmastikväetisi maailmas 0,4 miljonit tonni , 1960. aastal 9 miljonit tonni ,1980. aastal 54 miljonit tonni ja 1985. aastal 75 miljonit tonni."Maapinnast pärit lämmastikdioksiidi hulka mõjutab ka taimkate,selle koosseis , pinnase iseloom ja niiskus. Inimene mõjutab neid komponente põllumajanduse kaudu , vabastades niimoodi täiendava hulga lämmastikku. Inimtegevuse käigus eraldub lämmastikdioksiid kütteainete põlemisel kõrgel temperatuuril (üle 3000 kraadi) transpordivahendite mootorites, katlamajades, paljudes tööstuslikes protsessides. Umbes 10% antropogeensest lämmastikdioksiidist tuleb keemiatööstusest kus ei tarvitse olla kõrged temperatuurid. Osoonikihti on hakanud aga kahjustama ka inimtegevusest pärinevad süsiniku, fluori ja kloori ühendid (nn. CFC-d). Need (nagu paljud teisedki osoonikihti kahjustavad ühendid) pärinevad peamiselt külmutusseadmetest, aerosoolipudelitest, kosmeetikast, elektroonikatööstusest; haloonid ka tulekustutitest jne..
Osooni kahanemist põhjustab ka vulkaanipurske järgne aerosoolitulv. M.Chanini(1993) andmeil on esitatud teooria , et vulkaanipursete tulemusena atmosfääris moodustunud väävelhappe piisad kiirendavad keemilisi reaktsioone, mis toodavad atmosfääri klooriühenditest ohtlikke klooriradikaale.Aerosoolikiht võib osoonikihi olukorda mõjutada nii otseselt, kui ka kaudselt . Päikesekiirgus, mis on kõigi Maa atmosfääris toimuvate protsesside põhiline energiaallikas , osaline neeldumine aerosoolikihis võib E.Kyrö(1993) arvates mõjutada kliimaprotsesse ja selle kaudu ka osoonikihi olukorda. "Arvatavasti sellest oli tingitud erakordselt palju tugevaid subtroopilisi voolusi talvel 1991/1992, eriti Euroopas ja Skandinaavias. Kuna subtroopiline õhk on vastavast polaarsest õhust palju osoonivaesem , sünnitab ta polaaraladel tuntava osoonivaeguse. Räägitakse miniaukudest, kus osooni hulk on lühiajaliselt juba 30 - 40% alla normi.
Kui osoonikiht õheneb siis jõuab maale lühilaineline ultraviolettkiirgus , mis põhjustab inimesel nahavähki ja katarakti. Ultraviolettkiirgus hävitab nukleiinhappeid ning pidurdab rakkude paljunemist, muudab DNA struktuuri ja vähendab põllusaaki. Viimastel aastatel on paljudes riikides täheldatud nahavähki haigestumise suurenemist , mis on tingitud osoonikihi hõrenemisest ja ultraviolettkiirguse jõudmisest Maale. Teatavasti põhjustab 300-400 nm lainepikkusega ultraviolettkiirgus päevitust ja D-vitamiini teket, lühema lainepikkusega kiirgus aga kutsub esile rakkude hävinemise.
Stratosfääri paiskub lennuki ja raketikütuse põlemisel hulgaliselt põlemisjääke, peaasjalikult lämmastikdioksiide ja veeauru ning aerosooliosakesi. Umbes ühemikromeetrilise läbimõõduga osakeste hulga pidevat kasvu pannakse praegu rakettide süüks.
Maailma kõige tihedama liiklusega lennukoridoris , mis kulgeb Atlandi ookeani põhjaosa kohal Euroopa ja Ameerika vahel on K Rohtmetsa(1994) andmeil osoonikiht 1994 aasta kevad-talvel veerandi võrra õhemaks kulunud. Iga päev kasutab seda õhuteed umbes 500 regulaarset lennuliini. Iga päev lendab üle Atlandi umbes 700 lennukit. Selline tihe lennuliiklus on aga osoonikihi jaoks väga ohtlik.
Et kahandada stratosfääri saastamist lennukikütuse põlemisjääkidega, peaasjalikult lämmastikoksiidide ja veeauruga, tuleks vähendada lennukite arvu või lennukõrgust. Lennuliinide ja reisijate arv aga kasvab järjekindlalt ning järgmise 12 aasta jooksul ilmselt kahekordistub. Ka on moodsad superülihelikiirusega lennukid konstrueeritud lendama just stratosfääris, kus õhk on hõredam ja kütusekulu on seetõttu väiksem. Saksa lennukompanii Lufthansa hinnangute kohaselt suureneb kütusekulu juhul kui lennukõrgus alandatakse troposfääri alakihtidesse, ligemale 1/10 võrra.
Mõned teadlased on esitanud teooria, et osoonikihi hõrenemine polaaralade piirkonnas loomulik looduslik protsess.
Osooni tekib atmosfääris kõige rohkem 20-30 km kõrgusel. Kuna osoon on atmosfääri teistest gaasidest u 50% raskem, siis hakkab Maa külgetõmbejõud teda maapinnale lähemale tõmbama. Külgetõmbejõu mõju summutab Maa pöörlemisel ümber oma telje tekkiv tsentrifugaaljõud, mis ekvaatori kohal kannab osooni edasi kiirusega 500 m/s. Põhja ja lõunapoole liikudes kiirus väheneb ja muutub polaaraladel nulliks. Maa külgetõmbejõu mõju osoonile on kõige tugevam polaaraladel. See hõrendab looduslikku osoonikihti.
Osoonikihi taastamine
Viimastel aastatel on saanud üha selgemaks, et lähitulevikus ei piisa osoonikihi hävimise pidurdamiseks ainult rahvusvahelistest lepetest. Looduslikud protsessid ei suuda kompenseerida inimtegevuse mõju. Seepärast on teadlas ed esitanud erinevaid ideid, kuidas osoonikihti tehislikult taastada. "Üks idee on osoonigeneraatoritega lennuk, mis külvaks osooni. Välja on öeldud ka idee viia atmosfääri hapnikku, mis muutuks sel päikesekiirte toimel osooniks. Probleem on selles, et lennuki ning raketimootori põlemisgaasid on osoonikihile kahjulikud.
Venemaal toimuv konversioon on teinud ballistilised meetodid osoonikihi ökoloogiliselt puhtaks kaitsmiseks. Venemaal on loodud gigantsed 300 mm-se läbimõõduga suurtükid. Need tulistavad mürske kuni 50 km (perspektiivi s kuni 100 km) kõrgusele ja seda ökoloogiliselt täiesti puhaste vahenditega- mürsku kiirendatakse näiteks elektromagnetiga.
Niznegorodski uurimisinstituudi spetsialistid on teinud ettepaneku moderniseerida juba olemasolevaid suurtükke. Selle tulemusel oleks võimalik 100km kõrgusele iga lasuga toimetada 100 kg osoonikihti taastavaid aineid. Kuna aga Antar ktikas häviva osooni mass moodustab igal aastal 2 miljonit tonni, on arusaadav, et vajatakse tohutul hulgal vastavaid laskeseadmeid. Enda teatel on Venemaa spetsialistid nende seadmete tootmiseks valmis " ("Päevaleht" 01.07.93).